JP2013129035A - ハンド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置スペースを取らず、把持対象物に合わせて簡単に、短時間に把持爪の変更ができるハンド装置を提供する。
【解決手段】この発明に係るハンド装置は、回転軸３と、この回転軸を回転させるアクチュエータ４と、回転軸３に対して周方向の回転を規制され、且つ、回転軸３の軸方向には移動可能な一対の環状部６２及びそれぞれの環状部６２に固定された把持部６１とからなる一対の把持部材６と、一対の把持部材６を開閉動作する一対のチャック爪部１１を有するチャック本体１とを有し、一対の把持部材６は、それぞれ環状部６２の周方向に、回転軸３の軸芯を中心として設けた円環状の凹部６７を有し、チャック爪部１１は、凹部６７に、環状部６２が回転可能に噛み合う。
【選択図】図１

Description

本発明は、組立作業やハンドリング作業を行う際にロボット等に装着されてワークを把持するハンド装置に関し、特に、ハンドの把持爪の交換作業が不要なハンド装置に関するものである。

従来、開閉動作するチャック本体と、チャック本体の開閉方向と同方向に開閉可能でチャック本体の開く方向あるいは閉じる方向に常時付勢されているチャック爪部で構成されるハンド装置として特許文献１に示す装置が提案されている。
また、複数個のツール取付部を有して割り出し回転し、ツール取付部にはその割り出し位置で使用するツールが取り付けられているハンド装置として特許文献２に示す装置が提案されている。

特開平５−３８６９１ 特開平５−３０１１８９

特許文献１に示すハンド装置においては、ワーク毎にチャックとチャック爪着脱機構が必要であり、運用コストが高くなるという課題があった。
また、爪の着脱時間が必要であるという課題があった。
更に、特許文献２に示すハンド装置においては、割り出し機構が複雑となる結果、ハンド構成が大きくなり、設置する時に周辺機器と干渉するという課題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、設置スペースを取らず、把持対象物に合わせて簡単に、短時間に把持爪の変更ができるハンド装置を提供することを目的とする。

この発明に係るハンド装置は、
回転軸と、
回転軸を回転させる回転アクチュエータと、
回転軸を挿入する貫通孔を有する環状部であって、回転軸に対して周方向の回転を規制され、且つ、回転軸の軸方向には移動可能な一対の環状部及びそれぞれの環状部と一体、又は、環状部に別体として固定された把持部とからなる一対の把持部材と、
一対の把持部材を開閉動作する一対のチャック爪部を有するチャック本体とを有し、
前記一対の把持部材は、それぞれ環状部の周方向に、回転軸の軸芯を中心として設けた円環状の第１凹部又は第１凸部を有し、
一方のチャック爪部は、一方の第１凹部又は第１凸部に、
他方のチャック爪部は、他方の第１凹部又は第１凸部に、
それぞれの環状部が回転可能に噛み合うものである。

この発明に係るハンド装置は、
回転軸と、
回転軸を回転させる回転アクチュエータと、
回転軸を挿入する貫通孔を有する環状部であって、回転軸に対して周方向の回転を規制され、且つ、回転軸の軸方向には移動可能な一対の環状部及びそれぞれの環状部と一体、又は、環状部に別体として固定された把持部とからなる一対の把持部材と、
一対の把持部材を開閉動作する一対のチャック爪部を有するチャック本体とを有し、
一対の把持部材は、それぞれ環状部の周方向に、回転軸の軸芯を中心として設けた円環状の第１凹部又は第１凸部を有し、
一方のチャック爪部は、一方の第１凹部又は第１凸部に、
他方のチャック爪部は、他方の第１凹部又は第１凸部に、
それぞれの環状部が回転可能に噛み合うものなので、
把持部材を回転アクチュエータにより回転させることにより、部品毎に最適な把持爪で部品を把持できる。
よって、多品種の部品を一つのハンドで把持可能であり、把持爪の着脱動作が不要となり、段取り時間を削減できるハンド装置を提供できる。
また、チャック本体は一つとしつつ、部品毎に異なった把持爪を使用できるので、ハンド装置全体の設置スペースを小さくすることができる。

本発明の実施の形態１に係るハンド装置の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るハンド装置の開状態における一部断面正面図である。 本発明の実施の形態１に係るハンド装置の把持部材の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るハンド装置の把持部材の斜視図及び側面図である。 本発明の実施の形態１に係るハンド装置の把持部材の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るハンド装置の回転軸の斜視図及び側面図である。 本発明の実施の形態１に係るハンド装置の閉状態における一部断面正面図である。 本発明の実施の形態２に係るハンド装置の把持部材の斜視図及び側面図である。 本発明の実施の形態２に係るハンド装置の把持部材の断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１は、ハンド装置１００の斜視図である。
図２は、ハンド装置１００の開状態における一部断面正面図である。
チャック本体１は、図２の左右方向に開閉動作可能な一対のチャック爪部１１を有する。
このチャック本体１は、固定フランジ２に固定されている。
また、チャック本体１は、チャック爪部１１を開閉可能なアクチュエータを内蔵している。
このアクチュエータとしては、安価にはエア式を用いるが、ストローク可変機能を必要とする場合は電動式を用いる。

固定フランジ２には、回転軸３が回転可能に支持されている。
回転軸３は、固定フランジ２に固定され、回転アクチュエータ４に接続されていて、この回転アクチュエータ４によって回転駆動される。
回転アクチュエータ４としては、安価にはエア式を用いるが、ストローク可変機能を必要とする場合は電動式を用いる。

図３は、ハンド装置１００に備える一対の把持部材６の一方の斜視図である。
図４（ａ）は、把持部材６の他の斜視図であり、図４（ｂ）は把持部材６の側面図である。
図５は、把持部材６の断面図である。
把持部材６は、両端にハンド装置１００で取り扱う部品形状に最適な２つの把持爪６４、６５を有する把持部６１と、軸方向に回転軸３を挿入する貫通孔６３を有する環状部６２とで構成されていて、環状部６２の貫通孔６３は把持部６１まで連通している。
また、貫通孔６３の内周面には環状部６２の軸方向に伸びる凹型の溝６６（特許請求の範囲における第２凹部に相当）を設けている。

図６（ａ）は、回転軸３の斜視図であり、図６（ｂ）はその側面図である。
回転軸３は、円柱形状をしていて、固定フランジ２により回転可能に支持されるとともに水平方向の移動は規制されている。
図に示すように、回転軸３には２箇所に、それぞれ１８０度の位相差をもって径方向に突出する２つの回転軸突起部３１（特許請求の範囲における第３凸部に相当）を設けている。
回転軸突起部３１は、回転軸３に対し完全に固定されたものであり、安価に構成するには、例えばピン形状の部品を圧入して構成する。
この回転軸突起部３１が先述の溝６６に収まるように、回転軸３を一対の把持部材６に挿入して取り付ける。

図５に示すように、把持部材６の環状部６２の外周面には、その周方向の全周に渡って、チャック爪部１１の先端が挿入されるチャック溝６７（特許請求の範囲における第１凹部に相当）が形成されている。

次に、ハンド装置１００の動作を説明する。
図２は、ハンド装置１００の一対のチャック爪部１１が開いた状態における一部断面正面図であり、図７は、閉じた状態における一部断面正面図である。

これらの図を用いて把持部材６の開閉動作について説明する。
把持部材６は、回転軸３の回転軸突起部３１により回転軸３の周方向への回転は規制されているが、回転軸３の軸方向への平行移動は、回転軸突起部３１が溝６６の中を回転軸３の軸方向に摺動できるので可能である。
また、チャック爪部１１の先端部は、回転軸３の回転位相に関係なく常にチャック溝６７に挿入された位置関係に存在する。
したがって、チャック爪部１１がチャック本体１に内蔵するアクチュエータにより開閉動作を行うと、把持部材６はチャック爪部１１の動作に連動して左右方向に開閉動作を実施する。

把持部材６を閉動作させると、把持部材６の下端の把持爪６４により対象部品を把持し、組立・搬送を実施できる。
ここで、把持部材６の溝６６は、回転軸突起部３１に対し開閉動作により歯合が外れないように十分な長さを有している。

次に、把持爪の段取り換えの方法について説明する。
回転アクチュエータ４により回転軸３を回転させると、回転軸突起部３１と溝６６が歯合しているので、把持部材６も回転する。
本実施例では回転軸を１８０°回転することにより、把持部６の把持爪６４と把持爪６５の位置関係が反転する。
これにより、把持爪６５に対応した部品の把持が可能となる。
この時、把持部材６のチャック溝６７にチャック爪部１１の先端が挿入されていることにより、把持部材６の開閉方向の動きは規制されている。

本実施例では、把持部６１の爪形状は２種類としたが、回転アクチュエータ４の位置決め点を多数設け、それぞれに対応する溝６６と把持爪を設けて多部品に対応することが可能である。

また、本実施例の中で説明した凹部、凸部の関係は逆であっても良い。
例えば、チャック溝６７を１つのフランジとし、チャック爪１１の先端部に凹部を設け、フランジ部分が凹部に挿入された状態で回転軸３が回転可能となる構成としても良い。
溝６６と、回転軸突起部３１の形状の関係についても同様である。

本発明の実施の形態１に係るハンド装置１００によれば、把持部材６を回転アクチュエータ４により回転させることにより、部品毎に最適な把持爪で部品を把持できる。
よって、多品種の部品を一つのハンドで把持可能であり、把持爪の着脱動作が不要となり、段取り時間を削減できるハンド装置を提供できる。
また、チャック本体は一つとしつつ、部品毎に異なった把持爪を使用できるので、ハンド装置１００全体の設置スペースを小さくすることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２を図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図８（ａ）は、本発明の実施の形態２に係るハンド装置の把持部材２０６の斜視図であり、図８（ｂ）は、その側面図である。
図９は、把持部材２０６の断面図である。
実施の形態１では回転軸３を円柱形状として外周面に回転軸突起部３１を設け、貫通孔６３の内周面に、回転軸３の軸方向に伸びる溝６６を設け、回転軸突起部３１を溝６６に歯合することによって、把持部材６の回転軸の周方向への回転を規制し、軸方向への移動を可能としていた。
本実施の形態では、回転軸を４角柱とし、貫通孔２６３を、軸方向の断面が四角形となるように設けている。
これにより、実施の形態１と同様に、把持部材２０６の回転軸の周方向への回転を規制し、同時に、軸方向への移動を可能とすることができる。

なお、本実施の形態では、軸方向に対する断面が四角形の回転軸を使用したが、断面が三角形でも楕円形でも、円以外であれば回転突起部を設ける必要がない。

本発明の実施の形態２に係るハンド装置によれば、実施の形態１で記載した効果と同様の効果を得ることができる。
更に、回転軸突起部と貫通孔の内周面に溝を設ける必要が無いので、部品点数を少なく装置を構成できるという効果がある。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００ ハンド装置、１ チャック本体、１１ チャック爪部、２ 固定フランジ、
３ 回転軸、３１ 回転軸突起部、４ 回転アクチュエータ、６，２０６ 把持部材、
６１ 把持部、６２ 環状部、６３，２６３ 貫通孔、６４，６５ 把持爪、６６ 溝、６７ チャック溝。

Claims (7)

1. 回転軸と、
   前記回転軸を回転させる回転アクチュエータと、
   前記回転軸を挿入する貫通孔を有する環状部であって、前記回転軸に対して周方向の回転を規制され、且つ、前記回転軸の軸方向には移動可能な一対の環状部、及びそれぞれの前記環状部と一体、又は、前記環状部に別体として固定された把持部とからなる一対の把持部材と、
   前記一対の把持部材を前記回転軸の軸方向に開閉動作する一対のチャック爪部を有するチャック本体とを有し、
   前記一対の把持部材は、それぞれ前記環状部の周方向に、前記回転軸の軸芯を中心として設けた円環状の第１凹部又は第１凸部を有し、
   一方の前記チャック爪部は、一方の前記第１凹部又は前記第１凸部に、
   他方の前記チャック爪部は、他方の前記第１凹部又は前記第１凸部に、
   それぞれの前記環状部が回転可能に噛み合うハンド装置。
2. 前記把持部は、前記回転軸の周方向に異なる形状の複数の把持爪を有する請求項１に記載のハンド装置。
3. 前記回転軸の軸方向に垂直な断面は円形以外の形状であり、
   前記貫通孔の前記回転軸に対して垂直な断面形状は、前記回転軸の軸方向に垂直な断面形状と等しい請求項１又は請求項２に記載のハンド装置。
4. 前記回転軸の軸方向に垂直な断面は円形であり、
   前記貫通孔の内周面は、前記回転軸の軸方向に伸びる第２凸部又は第２凹部を有し、
   前記回転軸の外周に設けた第３凹部が前記第２凸部と、又は、第３凸部が前記第２凹部と
   、前記環状部が前記回転軸の軸方向に摺動可能に噛み合っている請求項１又は請求項２に記載のハンド装置。
5. 前記第３凸部は、前記回転軸の外周面から、前記回転軸の径方向外側に突出するピンである請求項４に記載のハンド装置。
6. 前記チャック爪部は、エア又は電動で駆動する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のハンド装置。
7. 前記回転アクチュエータは、エア又は電動で駆動する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のハンド装置。

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